野外小型手动净水器

文/北师大附属实验中学 周天石辅导教师/刚永运

野外小型手动净水器

文/北师大附属实验中学 周天石辅导教师/刚永运

随着环境污染的日益严重，饮用水源遭到了严重的破坏，当前人们广泛选择的瓶装水、桶装水等品质也参差不齐，饮用水安全问题已成为人们关注的焦点。瓶装水因其携带饮用方便而受到人们的欢迎，但这类水在其净化过程中也去除了对人体有益的微量元素，长期饮用不利于人体健康，而且随意丢弃空瓶子造成的白色污染不容忽视。因此研制一种小型净水器，以便于人们随时随地加工净水饮用，具有十分重要的现实意义

本装置能对溪流、江、河、湖、池塘、水库以及地下水等野外水源(以下简称原水)进行处理，处理完的水可以满足人饮用卫生要求，达到《生活饮用水卫生标准》。

传统的饮用水处理工艺一般为：原水→混凝沉淀→过滤→消毒→饮用。但这种处理工艺设备体积过于庞大，操作比较繁琐，不适合随身携带、操作简单的要求。因此本装置处理过程主要采用以下工艺流程：原水→预处理→过滤→吸附→消毒→饮用，并以滤芯、手动泵等部件组成一个整体。

预处理主要针对混浊度及细菌含量较高的原水，当原水源浊度不高时，这个步骤可以省略。过滤主要是进一步降低原水的混浊度，全部或部分去除原水中肉眼可见物、微生物、藻类等杂质。吸附是吸去水中过滤不掉的细微胶体和重金属离子、有机物等有毒害的污染物，保证处理水的一般化学指标和毒理学指标达到既定要求。消毒的作用是杀灭水中细菌、病毒等致病性微生物，以保障人身健康，防止饮用不干净水产生疾病的传播。

野外小型手动净水器整体性能如下：1.净水能力：400ml/分钟；2.总产水量：不小于250L；3.质量：约218g；4.主体外形尺寸(长×宽×高)：169mm×70mm×29mm。(如图1所示)

图1 净水器外貌图

野外小型手动净水器主要由两支滤芯、手动活塞泵、基座、计数器、吸水头等组成。吸水头起粗滤及下沉作用。吸水头内装80目尼龙过滤网，可以滤除树枝、草皮、大的泥沙颗粒等固体悬浮物。吸水头断面为圆弧形结构，滤网面朝上，可有效防止吸水滤网头沉入水底时被泥沙等堵塞。上、下基座起水流通道及支撑作用。手动活塞泵由手柄、泵轴、活塞和泵管组成，为净水器的动力设备。滤芯起过滤、吸附及消毒作用。计数器指示净水器使用寿命。(如图2所示)

工作原理：向上拔手柄，手柄带动活塞向上运动，在负压作用下，原水由吸水管进入泵管内，完成抽水过程；向下压手柄，泵管内的水进入滤芯1，然后流经上基座至滤芯2，最后由出水管流出，完成净化过程。

图2 净水器总成图

使用方法：1.先将吸水管插入下基座底部水嘴处。2.将吸水头放入原水中。取水时一般应选择较清澈的原水，如果水源较差且没有别的选择，则最好采取预处理措施，即先用容器从水源取水，然后向容器内加入混凝剂(PAC，碱式氯化铝又名聚合氯化铝)，剂量为每升水加半匙到一匙，搅拌原水，先快速搅拌0.5～1分钟，再慢速搅拌5～10分钟，等絮状物下沉后，用净水器取上部清水进行净化。3.拉出手柄，并旋转一定角度，使计数器能够计上数，然后向回推。4.净化后的水由出水管流出。(本净水器不能净化海水、苦咸水)。

野外小型手动净水器利用了计数器的方法对其使用寿命进行了直观显示，这一功能，在各种资料中均鲜有报道。手动泵完成一个冲程，计数器即计数一次。当计数器计数次数达3.5万次时(净化水量约250L)，净水器到达寿命终点，则需更换滤芯或直接将净水器废弃。

该发明于2007年3月，获第27届北京市青少年科技创新大赛“一等奖”；2007年8月，获第22届全国青少年科技创新大赛“二等奖”。

责编/毕海蛟